JP2024033534A - battery cooling system - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のバッテリモジュールを均一に冷却するバッテリ冷却システムを提供する。【解決手段】バッテリ冷却システム1は、複数のバッテリモジュール2の夫々を、バッテリモジュール2毎に収容する複数の収容部11を有するバッテリケース10と、ポンプPから吐出された冷却水が流通する主管20と、主管20から分岐し、複数の収容部11の夫々に対応して設けられる複数の枝管30と、複数の枝管30の夫々の先端部に設けられ、夫々の収容部11に収容されたバッテリモジュール2に対して冷却水を供給する供給部40と、ポンプPから、主管20と枝管30との接続箇所29までの距離が短い程、当該接続箇所29を介して分岐する枝管30を流通する冷却水の圧力損失を大きくする流量制御機構50と、を備える。【選択図】図1A battery cooling system that uniformly cools a plurality of battery modules is provided. A battery cooling system 1 includes a battery case 10 having a plurality of accommodating parts 11 for accommodating each of a plurality of battery modules 2, and a main pipe through which cooling water discharged from a pump P flows. 20, a plurality of branch pipes 30 that are branched from the main pipe 20 and provided corresponding to each of the plurality of accommodating parts 11, and a plurality of branch pipes 30 that are provided at the tips of each of the plurality of branch pipes 30 and accommodated in the respective accommodating parts 11. The shorter the distance from the supply unit 40 that supplies cooling water to the battery module 2 and the pump P to the connection point 29 between the main pipe 20 and the branch pipe 30, the shorter the branch branching via the connection point 29. A flow rate control mechanism 50 that increases the pressure loss of the cooling water flowing through the pipe 30 is provided. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、複数のバッテリモジュールを備えたバッテリを冷却するバッテリ冷却システムに関する。 The present invention relates to a battery cooling system for cooling a battery including a plurality of battery modules.
バッテリは、電力の出力や充電によって発熱する。このような発熱している状態でのバッテリの利用は、バッテリの性能を低下させる原因となる。また、バッテリは温度が所定温度以上になると熱暴走を起こす可能性がある。そこで、バッテリを冷却する技術が検討されてきた(例えば特許文献1及び2)。
Batteries generate heat due to power output and charging. Using the battery in such a state where it is generating heat causes a decrease in the performance of the battery. Furthermore, if the temperature of the battery exceeds a predetermined temperature, thermal runaway may occur. Therefore, techniques for cooling batteries have been studied (for example,
特許文献1には、複数の二次電池を個別に冷却可能な二次電池冷却機構が記載されている。この二次電池冷却機構で冷却される二次電池は、夫々の筐体の上面に、所定の温度になると開弁する安全弁が設けられており、この安全弁に対向して冷却水を噴射可能な噴射ノズルが配置されている。筐体内の温度が所定の温度に達すると安全弁が動作し、冷却水が二次電池の内部に流れ込んで二次電池の内部を冷却するように構成されている。
特許文献2には、二次電池の熱暴走抑止システムが記載されている。この熱暴走抑止システムは、筐体の内部空間が複数の蓄電池室に仕切られ、夫々の蓄電池室には、複数の二次電池モジュールが設置されている。冷却水の供給源からの配管は蓄電池室ごとに分岐して設けられ、分岐した配管は夫々の二次電池モジュールに対して冷却水を放出する複数のノズルが設けられている。
特許文献1に記載の二次電池冷却構造や、特許文献2に記載の二次電池の熱暴走抑止システムでは、1本の配管から複数の噴射ノズル(ノズル)が分岐して設けられている。このため、上流側に比べて下流側の方が冷却水の供給量が減り、冷却水の圧力も上流側に比べて下流側が低下する。したがって、冷却水の供給量が下流側ほど、少なくなり、上流側と下流側とで冷却ムラが生じて、バッテリを構成する複数のバッテリモジュールに亘って均一に冷却することができない可能性がある。
In the secondary battery cooling structure described in
そこで、複数のバッテリモジュールを均一に冷却することが可能なバッテリ冷却システムが求められる。 Therefore, there is a need for a battery cooling system that can uniformly cool a plurality of battery modules.
本発明に係るバッテリ冷却システムの特徴構成は、複数のセルを積層して形成されたバッテリモジュールを冷却するバッテリ冷却システムであって、複数の前記バッテリモジュールの夫々を、前記バッテリモジュール毎に収容する複数の収容部を有するバッテリケースと、ポンプから吐出された冷却水が流通する主管と、前記主管から分岐し、複数の前記収容部の夫々に対応して設けられる複数の枝管と、複数の前記枝管の夫々の先端部に設けられ、夫々の前記収容部に収容された前記バッテリモジュールに対して前記冷却水を供給する供給部と、前記ポンプから、前記主管と前記枝管との接続箇所までの距離が短い程、当該接続箇所を介して分岐する前記枝管を流通する前記冷却水の圧力損失を大きくする流量制御機構と、を備えている点にある。 A characteristic configuration of the battery cooling system according to the present invention is a battery cooling system that cools a battery module formed by stacking a plurality of cells, wherein each of the plurality of battery modules is accommodated in each battery module. A battery case having a plurality of storage parts, a main pipe through which cooling water discharged from a pump flows, a plurality of branch pipes branching from the main pipe and provided corresponding to each of the plurality of storage parts, and a plurality of branch pipes branching from the main pipe and provided corresponding to each of the plurality of storage parts. A supply unit provided at a tip of each of the branch pipes and supplying the cooling water to the battery modules housed in each of the housing parts, and a connection between the main pipe and the branch pipe from the pump. The present invention includes a flow rate control mechanism that increases the pressure loss of the cooling water flowing through the branch pipe that branches through the connection point as the distance to the connection point becomes shorter.
本構成では、冷却水が主管から複数の枝管に分岐して流れ、各枝管からバッテリモジュールに冷却水を供給してバッテリモジュールを冷却する。このとき、主管と枝管との接続箇所までの距離が短い程、接続箇所を介して分岐する枝管を流通する冷却水の圧力損失を大きくする流量制御機構を備えている。このような特徴構成とすれば、ポンプから吐出された冷却水の上流側ほど圧力損失が大きく下流側ほど圧力損失が小さくなるため、冷却水の圧力が上流側に比べて下流側が低下するといった不都合が防止される。その結果、流量制御機構によって、主管から分岐して設けられる複数の枝管の夫々に亘って、流通する冷却量の流量を均一にすることができる。したがって、複数のバッテリモジュールの夫々に供給する冷却水の流量を均一にできるため、複数のバッテリモジュールの夫々を均一に冷却することが可能となる。 In this configuration, the cooling water branches from the main pipe to a plurality of branch pipes and flows, and the cooling water is supplied from each branch pipe to the battery module to cool the battery module. At this time, the shorter the distance to the connection point between the main pipe and the branch pipe, the greater the flow rate control mechanism that increases the pressure loss of the cooling water flowing through the branch pipe branching via the connection point. With this characteristic configuration, the pressure loss of the cooling water discharged from the pump is greater on the upstream side and smaller on the downstream side, which causes the inconvenience that the pressure of the cooling water is lower on the downstream side than on the upstream side. is prevented. As a result, the flow rate control mechanism can make the flow rate of the cooling amount flowing through each of the plurality of branch pipes branched from the main pipe uniform. Therefore, since the flow rate of cooling water supplied to each of the plurality of battery modules can be made uniform, it is possible to uniformly cool each of the plurality of battery modules.
また、前記流量制御機構は、前記枝管の内径の縮径及び前記枝管の長さの延長のうち、少なくとも何れか一方に基づいて前記圧力損失を大きくすると好適である。 Further, it is preferable that the flow rate control mechanism increases the pressure loss based on at least one of a reduction in the inner diameter of the branch pipe and an extension of the length of the branch pipe.
このような構成とすれば、下流側に比べて上流側ほど枝管の内径を縮径したり、枝管の長さを延長したりすることで、容易に枝管を流通する冷却水の流量を均一にすることができる。したがって、複数のバッテリモジュールの夫々を均一に冷却し易くできる。 With this configuration, the flow rate of cooling water flowing through the branch pipes can be easily reduced by reducing the inner diameter of the branch pipes on the upstream side compared to the downstream side, or by extending the length of the branch pipes. can be made uniform. Therefore, each of the plurality of battery modules can be easily cooled uniformly.
また、前記収容部の夫々に設けられる前記冷却水を排出する排出部と、複数の前記排出部の夫々が合流する合流部と、を更に備え、前記流量制御機構は、前記合流部から前記ポンプまでの距離が短い程、前記排出部を流通する前記冷却水の圧力損失を大きくすると好適である。 The invention further includes a discharge part provided in each of the storage parts for discharging the cooling water, and a confluence part where each of the plurality of discharge parts joins, and the flow rate control mechanism is configured to move the pump from the confluence part to the confluence part. It is preferable that the shorter the distance to the outlet, the greater the pressure loss of the cooling water flowing through the discharge section.
ポンプに戻る冷却水の圧力は、ポンプから吐出される冷却水の圧力とは反対に、下流側に比べて上流側が低下する。そこで、本構成のように、合流部からポンプまでの距離が短い程、排出部を流通する冷却水の圧力損失を大きくすれば、ポンプに戻る冷却水の上流側ほど圧力損失が小さく下流側ほど圧力損失が大きくなるため、冷却水の圧力が下流側に比べて上流側が低下するといった不都合が防止される。その結果、複数の収容部の夫々から排出される冷却水についても、流量を均一にすることができる。したがって、複数の収容部の夫々について、冷却水の循環を一様にすることができるので、複数のバッテリモジュールをより均一に冷却することが可能となる。 The pressure of the cooling water returning to the pump is lower on the upstream side than on the downstream side, contrary to the pressure of the cooling water discharged from the pump. Therefore, as in this configuration, if the shorter the distance from the confluence part to the pump, the greater the pressure loss of the cooling water flowing through the discharge part, the pressure loss of the cooling water returning to the pump will be smaller upstream and downstream. Since the pressure loss becomes large, the inconvenience that the pressure of the cooling water is lower on the upstream side than on the downstream side can be prevented. As a result, the flow rate of the cooling water discharged from each of the plurality of storage parts can be made uniform. Therefore, it is possible to uniformly circulate the cooling water in each of the plurality of accommodating sections, so that it is possible to cool the plurality of battery modules more uniformly.
また、前記収容部の底面が互いに同じ高さの位置に設けられている場合において、複数の前記収容部に亘って、夫々の前記収容部における前記冷却水の液面を均一にする液間均圧管が設けられていると好適である。 Further, in the case where the bottom surfaces of the accommodating portions are provided at the same height positions, liquid-to-liquid equalization that makes the liquid level of the cooling water in each of the accommodating portions uniform across a plurality of accommodating portions is provided. Preferably, a pressure pipe is provided.
このような構成とすれば、液間均圧管により複数の収容部における冷却水の液面のばらつきを低減することができる。したがって、バッテリモジュールが冷却水に浸る高さを一様にすることができるので、複数のバッテリモジュールの夫々に対する冷却効果を一様にすることが可能となる。 With such a configuration, the liquid pressure equalization pipe can reduce variations in the liquid level of the cooling water in the plurality of storage sections. Therefore, since the height at which the battery modules are immersed in the cooling water can be made uniform, it is possible to make the cooling effect on each of the plurality of battery modules uniform.
また、前記収容部の底面が互いに同じ高さの位置に設けられている場合において、複数の前記収容部に亘って、夫々の前記収容部における気相の圧力を均一にする均圧機構が前記液間均圧管の上方に設けられていると好適である。 Further, in the case where the bottom surfaces of the accommodating parts are provided at the same height positions, the pressure equalizing mechanism that equalizes the pressure of the gas phase in each of the accommodating parts over a plurality of the accommodating parts is provided. Preferably, it is provided above the liquid pressure equalization pipe.
このような構成とすれば、収容部における気相の圧力を均一にする均圧機構により、複数の収容部における冷却水の液面のばらつきをより低減することができる。したがって、バッテリモジュールが冷却水に浸る高さを一様にすることができるので、複数のバッテリモジュールの夫々に対する冷却効果を一様にすることが可能となる。 With such a configuration, the pressure equalization mechanism that equalizes the pressure of the gas phase in the storage parts can further reduce variations in the liquid level of the cooling water in the plurality of storage parts. Therefore, since the height at which the battery modules are immersed in the cooling water can be made uniform, it is possible to make the cooling effect on each of the plurality of battery modules uniform.
本発明に係るバッテリ冷却システムは、複数のセルを積層して形成されたバッテリモジュールを冷却するように構成される。セルとは、バッテリを構成する最小単位の電池であって、複数のセルを直列に接続して1つのバッテリモジュールが構成される。更に、例えば複数のバッテリモジュールを直列に接続し、この直列に接続された夫々のバッテリモジュールを並列に接続して1つのバッテリ(バッテリパック)が構成される。バッテリ冷却システムは、各バッテリモジュールを冷却することが可能である。以下、本実施形態のバッテリ冷却システム1について説明する。
A battery cooling system according to the present invention is configured to cool a battery module formed by stacking a plurality of cells. A cell is the smallest unit of battery that constitutes a battery, and one battery module is constructed by connecting a plurality of cells in series. Further, for example, one battery (battery pack) is configured by connecting a plurality of battery modules in series, and connecting the battery modules connected in series in parallel. A battery cooling system is capable of cooling each battery module. Hereinafter, the
図1は、バッテリ冷却システム1の構成を模式的に示した図である。図2は、バッテリ冷却システム1における冷却水の供給経路を示した図である。図3は、バッテリ冷却システム1における冷却水の排出経路を示す図である。図1-図3に示されるように、バッテリ冷却システム1は、バッテリケース10、主管20、枝管30、供給部40、流量制御機構50、排出部60、及び合流部70を備えて構成される。なお、本実施形態における冷却水は、例えばフッ素系不活性液体等の電気絶縁性が高い液体が用いられる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a
バッテリケース10は、モジュール間プレート12によって仕切られた複数の収容部11を有する。図1のバッテリケース10では、3つのモジュール間プレート12によって仕切られ、4つの収容部11が形成されている。収容部11には、複数のバッテリモジュール2の夫々がバッテリモジュール2毎に収容される。したがって、1つの収容部11には、1つのバッテリモジュール2が収容される。
The
バッテリケース10には、ポンプPから吐出された冷却水が供給される。ポンプPとバッテリケース10との間には、主管20が連通して設けられる。したがって、主管20には、ポンプPから吐出された冷却水が流通して、バッテリケース10に供給される。
Cooling water discharged from the pump P is supplied to the
主管20には、複数の枝管30が分岐して設けられる。上述したように、本実施形態では、バッテリケース10には複数(4つ)の収容部11が設けられている。枝管30は、これら4つの収容部11の夫々に対応して設けられる。収容部11の夫々に対応して設けられるとは、枝管30と収容部11とが、一対一対応で設けられることを意味する。したがって、主管20から、所定の1つの収容部11に所定の1つの枝管30を介して冷却水が流通するように構成される。
A plurality of
供給部40は、複数の枝管30の夫々の先端部に設けられるノズルや直管等で構成されている。供給部40は、夫々の収容部11に収容されたバッテリモジュール2に対して冷却水を供給する。上述したように、枝管30は収容部11の夫々に対応して設けられ、収容部11にはバッテリモジュール2が収容される。したがって、収容部11に収容されたバッテリモジュール2には、供給部40から冷却水が供給される。この供給部40は、枝管30を流通してきた冷却水を、上記のようにバッテリモジュール2に向けて放出するノズルを用いることが可能である。これにより、バッテリモジュール2に冷却水を直接吹き付けることが可能となる。したがって、バッテリモジュール2に吹き付けられた冷却水がバッテリモジュール2の熱を奪い易くでき、冷却効果を高めることが可能となる。供給部40は、例えば冷却水が気泡を含むように構成することも可能であるし、例えばシャワーヘッドのように、冷却水を分散して放出するように構成することも可能である。
The
流量制御機構50は、ポンプPから、主管20と枝管30との接続箇所29までの距離が短い程、当該接続箇所29を介して分岐する枝管30を流通する冷却水の圧力損失を大きくする。図2には、バッテリケース10における主管20と枝管30と接続箇所29とが示される。本実施形態では、主管20は、ポンプPの吐出口P1から接続箇所29までの間において冷却水が流通する流路にあたる。本実施形態では、主管20は、ポンプPの吐出口P1から第1分岐箇所24までの第1主流路21と、第1分岐箇所24から第2分岐箇所25までの第2主流路22と、第1分岐箇所24から第3分岐箇所26までの第3主流路23とで構成される。なお、本実施形態では、2つの接続箇所29が設けられ、第2分岐箇所25は、2つの接続箇所29のうちの一方にあたり、第3分岐箇所26は、2つの接続箇所29のうちの他方にあたる。
The flow
ここで、本実施形態では、上述したように主管20から分岐して枝管30が設けられる。また、本実施形態では、図2に示されるように4つの供給部40が設けられる。この4つの供給部40は、理解を容易にするために、夫々、供給部41、供給部42、供給部43、及び供給部44とする。本実施形態では、枝管30は、2つの接続箇所29のうちの一方である第2分岐箇所25から供給部41までの第1枝流路31と、2つの接続箇所29のうちの一方である第2分岐箇所25から供給部42までの第2枝流路32と、2つの接続箇所29のうちの他方である第3分岐箇所26から供給部43までの第3枝流路33と、2つの接続箇所29のうちの他方である第3分岐箇所26から供給部44までの第4枝流路34とで構成される。
Here, in this embodiment, the
本実施形態では、第2主流路22は第3主流路23よりも短く構成される(#1)。そこで、流量制御機構50は、第2分岐箇所25を介して分岐する第1枝流路31及び第2枝流路32が流通する冷却水の圧力損失が、第3分岐箇所26を介して分岐する第3枝流路33及び第4枝流路34が流通する冷却水の圧力損失よりも大きくなるように構成される。
In this embodiment, the second
ここで、流量制御機構50は、枝管30の内径の縮径及び枝管30の長さの延長のうち、少なくとも何れか一方に基づいて圧力損失を大きくする。本実施形態では、流量制御機構50は、枝管30の長さを延長することによって圧力損失を大きくするように構成されている。したがって、第1枝流路31及び第2枝流路32の長さ(流路長)が、第3枝流路33及び第4枝流路34の長さ(流路長)よりも長くなるように構成されている(#2)。これにより、第1枝流路31及び第2枝流路32を流通する冷却水の圧力損失を、第3枝流路33及び第4枝流路34を流通する冷却水の圧力損失よりも大きくすることが可能となる。このとき、供給部41及び供給部42における冷却水の圧力が、供給部43及び供給部44における冷却水の圧力と同程度になるように、第3枝流路33及び第4枝流路34の長さに対する、第1枝流路31及び第2枝流路32の長さを設定するとよい。これにより、供給部41、供給部42、供給部43、及び供給部44における圧力が同程度になり、夫々のバッテリモジュール2に対する冷却効果の差異を低減することが可能となる。
Here, the flow
本実施形態では、図1に示されるように、上述した主管20の一部、枝管30、供給部40、及び流量制御機構50は、バッテリケース10の上側に設けられるアッパープレート13に形成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a portion of the
図1には、バッテリケース10に導入された冷却水の排出経路についても示される。なお、図1では、理解を容易にするために排出経路は分解した状態で示される。
FIG. 1 also shows a discharge route for cooling water introduced into the
夫々の収容部11の底部には冷却水を排出する排出部60が設けられている。図1の例では、1つの収容部11に1つの排出部60が設けられている場合に例を挙げているが、排出部60は1つの収容部11に対して複数、設けてもよい。
A
図3は、バッテリケース10の排出部60からポンプPの吸入口P2までの冷却水が流通する流路を示す図である。図3の例では、4つの排出部60が示される。この4つの排出部60は、理解を容易にするために、夫々、排出部61、排出部62、排出部63、及び排出部64とする。排出部61は第1排出路65に連通し、排出部62は第2排出路66に連通する。また、排出部63は第3排出路67に連通し、排出部64は第4排出路68に連通する。本実施形態では、排出部61及び第1排出路65を総称して排出部61とし、排出部62及び第2排出路66を総称して排出部62とし、排出部63及び第3排出路67を総称して排出部63とし、排出部64及び第4排出路68を総称して排出部64とする。
FIG. 3 is a diagram showing a flow path through which cooling water flows from the
複数の排出部60の夫々は、合流部70において合流する。本実施形態では、第1排出路65と第2排出路66との合流部70を第1合流部71とし、第3排出路67と第4排出路68との合流部70を第2合流部72とする。したがって、排出部61と排出部62とが第1合流部71において合流し、排出部63と排出部64とが第2合流部72において合流する。
Each of the plurality of
ここで、流量制御機構50は、合流部70からポンプPまでの距離が短い程、排出部60を流通する冷却水の圧力損失を大きくする。第1合流部71は、第5排出路73に連通し、第2合流部72は第6排出路74に連通する。第5排出路73と第6排出路74とは第3合流部75において合流する。本実施形態では、第5排出路73が第6排出路74よりも短く構成されている(#3)。そこで、本実施形態では、第3排出路67及び第4排出路68は第1排出路65及び第2排出路66よりも短く構成される(#4)。これにより、排出部61及び排出部62から第1合流部71に流通する冷却水の圧力損失を、排出部63及び排出部64から第2合流部72に流通する冷却水の圧力損失よりも大きくすることができる。このとき、第5排出路73を流通する冷却水の圧力と、第6排出路74を流通する冷却水の圧力とが、互いに同程度になるように、第5排出路73に対する、第6排出路74の長さを設定するとよい。これにより、ポンプPの吸入口P2が、排出部61、排出部62、排出部63、及び排出部64からバランスよく冷却水を吸入することが可能となる。
Here, the flow
本実施形態では、図1に示されるように、上述したバッテリケース10からの排出経路の少なくとも一部は、バッテリケース10の下側に設けられるロウアープレート14に形成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, at least a portion of the discharge path from the
ここで、図4には、流量制御機構50の別例が示される。図4の例では、ポンプPの吐出口P1から主管20が設けられ、この主管20には、ポンプP側から、4つの分岐箇所29Zが設けられている。この4つの分岐箇所29Zを、ポンプPに近い側から分岐箇所29A、分岐箇所29B、分岐箇所29C、及び分岐箇所29Dとし、分岐箇所29Aにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30A、分岐箇所29Bにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30B、分岐箇所29Cにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30C、及び分岐箇所29Dにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30Dとすると、枝管30Aは枝管30Bよりも内径が縮径され、枝管30Bは枝管30Cよりも内径が縮径され、枝管30Cは枝管30Dよりも内径が縮径される。これにより、枝管30D、枝管30C、枝管30B、枝管30Aの順で、次第に圧力損失が大きくなるように構成できる。この場合においても、枝管30Aにおける供給部40、枝管30Bにおける供給部40、枝管30Cにおける供給部40、及び枝管30Dにおける供給部40の夫々から放出される冷却水の圧力を、互いに同程度にすることが可能となる。
Here, FIG. 4 shows another example of the flow
図5にも、流量制御機構50の別例が示される。図5の例でも、ポンプPの吐出口P1から主管20が設けられ、この主管20には、ポンプP側から、4つの分岐箇所29Zが設けられている。また、本例でも、この4つの分岐箇所29Zを、ポンプPに近い側から分岐箇所29A、分岐箇所29B、分岐箇所29C、及び分岐箇所29Dとし、分岐箇所29Aにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30A、分岐箇所29Bにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30B、分岐箇所29Cにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30C、及び分岐箇所29Dにおいて主管20から分岐する枝管30を枝管30Dとすると、枝管30Aは枝管30Bよりも流路長が長く構成され、枝管30Bは枝管30Cよりも流路長が長く構成され、枝管30Cは枝管30Dよりも流路長が長く構成される。これにより、枝管30D、枝管30C、枝管30B、枝管30Aの順で、次第に圧力損失が大きくなるように構成できる。この場合においても、枝管30Aにおける供給部40、枝管30Bにおける供給部40、枝管30Cにおける供給部40、及び枝管30Dにおける供給部40の夫々から放出される冷却水の圧力を、互いに同程度にすることが可能となる。
Another example of the flow
本実施形態では、複数の収容部11の底面11Bが互いに同じ高さの位置に設けられており、複数の収容部11に亘って、夫々の収容部11における冷却水の液面を均一にする液間均圧管80が設けられている。図6では、4つの収容部11の夫々の底面11Bが、同じ高さになるように設けられている。4つの収容部11の底面11Bからの冷却水の高さを、夫々、H1、H2、H3、H4とする。この冷却水の高さは、バッテリモジュール2が電力を出力している出力状態において、ポンプPが稼働している場合の冷却水の高さとする。本実施形態では、最も低い液面H1よりも下方に液間均圧管80が設けられる。したがって、液間均圧管80は、冷却水中に設けられる。液間均圧管80は、4つの収容部11のうち、互いに隣接する収容部11同士に亘って設けられる。
In this embodiment, the bottom surfaces 11B of the plurality of
更に、本実施形態では、複数の収容部11に亘って、夫々の収容部11における気相の圧力を均一にする均圧機構90が液間均圧管80の上方に設けられる。本実施形態では、各収容部11における天面に、均圧機構90としてブリザー弁が設けられる。ブリザー弁は、収容部11の気相の圧力が許容設計値を超えると開弁する。これにより、例えば図6のように各収容部11における冷却水の液面に位置が互いに異なっていても、夫々の収容部11の冷却水に一様な圧力を印加することができ、この圧力に応じて液間均圧管80を冷却水が流通し、各収容部11の冷却水の液面のばらつきを低減することが可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, a
また、均圧機構90は、ブリザー弁に代えて、図7に示されるように、このときの最も高い液面であるH4よりも上方において気相均圧管を設けてもよい。この場合でも、液間均圧管80と同様に、気相均圧管は、4つの収容部11のうち、互いに隣接する収容部11同士に亘って設けられる。これにより、夫々の収容部11の冷却水に一様な圧力を印加することができ、この圧力に応じて液間均圧管80を冷却水が流通し、各収容部11の冷却水の液面のばらつきを低減することが可能となる。
Furthermore, instead of the blizzer valve, the
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、バッテリケース10が4つの収容部11を有する場合に例を挙げて説明したが、収容部11は2つであってもよいし、3つであってもよい。また、5つ以上であってもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, an example has been described in which the
上記実施形態でが、流量制御機構50は、枝管30の内径の縮径及び枝管30の長さの延長のうち、少なくとも何れか一方に基づいて圧力損失を大きくするとして説明したが、流量制御機構50は、枝管30の内径の縮径及び枝管30の長さの延長の双方により圧力損失を大きくするように構成してもよい。
In the above embodiment, the flow
上記実施形態では、バッテリケース10の排出部60からポンプPの吸入口P2までの冷却水が流通する流路における流量制御機構50について、排出流路の長さを長くして冷却水の圧力損失を大きくする場合の例を挙げて説明した。しかしながら、バッテリケース10の排出部60からポンプPの吸入口P2までの冷却水が流通する流路における流量制御機構50は、排出流路の内径を縮径して冷却水の圧力損失を大きくするように構成してもよい。
In the embodiment described above, the flow
本発明は、複数のバッテリモジュールを備えたバッテリを冷却するバッテリ冷却システムに用いることが可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be used for the battery cooling system which cools the battery provided with several battery modules.
1:バッテリ冷却システム
2:バッテリモジュール
10:バッテリケース
11:収容部
11B:底面
20:主管
29:接続箇所
30:枝管
40:供給部
50:流量制御機構
60:排出部
70:合流部
80:液間均圧管
90:均圧機構
P:ポンプ
1: Battery cooling system 2: Battery module 10: Battery case 11:
Claims (5)
複数の前記バッテリモジュールの夫々を、前記バッテリモジュール毎に収容する複数の収容部を有するバッテリケースと、
ポンプから吐出された冷却水が流通する主管と、
前記主管から分岐し、複数の前記収容部の夫々に対応して設けられる複数の枝管と、
複数の前記枝管の夫々の先端部に設けられ、夫々の前記収容部に収容された前記バッテリモジュールに対して前記冷却水を供給する供給部と、
前記ポンプから、前記主管と前記枝管との接続箇所までの距離が短い程、当該接続箇所を介して分岐する前記枝管を流通する前記冷却水の圧力損失を大きくする流量制御機構と、を備えるバッテリ冷却システム。 A battery cooling system that cools a battery module formed by stacking a plurality of cells,
a battery case having a plurality of accommodating portions for accommodating each of the plurality of battery modules;
A main pipe through which cooling water discharged from the pump flows,
a plurality of branch pipes branching from the main pipe and provided corresponding to each of the plurality of accommodating portions;
a supply section that is provided at the tip of each of the plurality of branch pipes and supplies the cooling water to the battery module accommodated in each of the accommodation sections;
A flow rate control mechanism that increases the pressure loss of the cooling water flowing through the branch pipe branching through the connection point as the distance from the pump to the connection point between the main pipe and the branch pipe increases. Equipped with battery cooling system.
複数の前記排出部の夫々が合流する合流部と、を更に備え、
前記流量制御機構は、前記合流部から前記ポンプまでの距離が短い程、前記排出部を流通する前記冷却水の圧力損失を大きくする請求項1又は2に記載のバッテリ冷却システム。 a discharge section provided in each of the storage sections for discharging the cooling water;
further comprising a merging part where each of the plurality of discharge parts joins,
3. The battery cooling system according to claim 1, wherein the flow rate control mechanism increases the pressure loss of the cooling water flowing through the discharge section as the distance from the merging section to the pump becomes shorter.
複数の前記収容部に亘って、夫々の前記収容部における前記冷却水の液面を均一にする液間均圧管が設けられている請求項1又は2に記載のバッテリ冷却システム。 In the case where the bottom surfaces of the accommodating portions are provided at the same height position,
3. The battery cooling system according to claim 1, further comprising a liquid pressure equalizing pipe that equalizes the liquid level of the cooling water in each of the plurality of accommodation sections.
複数の前記収容部に亘って、夫々の前記収容部における気相の圧力を均一にする均圧機構が前記液間均圧管の上方に設けられている請求項4に記載のバッテリ冷却システム。 In the case where the bottom surfaces of the accommodating portions are provided at the same height position,
5. The battery cooling system according to claim 4, further comprising a pressure equalizing mechanism that equalizes the pressure of the gas phase in each of the plurality of accommodation sections above the liquid pressure equalization pipe.
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JP2022137162A JP2024033534A (en) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | battery cooling system |
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JP2022137162A Pending JP2024033534A (en) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | battery cooling system |
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2022
- 2022-08-30 JP JP2022137162A patent/JP2024033534A/en active Pending
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